Переключатель после спаривания: как меняется поведение самки плодовой мушки
Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, использовало резкие изменения в поведении самки плодовой мушки после спаривания для картирования нейронных цепей, которые часто сильно различаются у разных полов.
Плодовая мушка — устоявшаяся модель для изучения нейронных основ поведения. Спаривание и размножение особенно удобны для идентификации нейронных цепей, ответственных за специфичное для каждого пола поведение. Однако эти исследования почти исключительно фокусировались на самце, тогда как роль самки часто игнорировалась или сводилась к пассивному получателю внимания самца.
После успешного спаривания самка переходит из высокорецептивного в нерецептивное состояние, активно отвергая дальнейшие ухаживания самцов и меняя режим питания и активности. Эти изменения эволюционировали для поддержки ключевого поведения — ускоренной овуляции и откладывания оплодотворённых яиц.
Триггер изменений: Поведенческие изменения запускаются мужским белком «половым пептидом» (sex peptide) — феромоном в семенной жидкости мушки. Этот пептид действует через небольшую группу сенсорных нейронов в половых путях самки.
Новая карта нейронной цепи: Исследователи определили не только нейроны, которые воспринимают и реагируют на половой пептид, но и нейронную цепь, обрабатывающую эту информацию и генерирующую поведение после спаривания. Это позволило начать картирование полной женской поведенческой цепи — от сенсорного входа до высшей обработки и моторного выхода.
Ключевые открытия:
- Стимуляция половым пептидом всего двух кластеров нейронов на матке достаточна для запуска резкого поведенческого переключения.
- Обнаружены нейроны в абдоминальных ганглиях (аналог спинного мозга), которые передают информацию от матки к мозгу, оповещая самку о новом статусе. Искусственная стимуляция этих нейронов у девственных самок вызывала у них поведение, характерное для спарившихся.
- Сигнал после спаривания передаётся не напрямую в мозг, как считалось ранее, а сначала в нейронные цепи абдоминальных ганглиев для предварительной обработки.
Взаимное влияние: Поведение самки меняется в зависимости от того, сколько внимания ей уделяет потенциальный партнёр и насколько она сама рецептивна. Её поведение, в свою очередь, влияет на ухаживающего самца. Таким образом, половое «состояние» самки влияет не только на её собственное поведение, но и на поведение потенциальных партнёров.
Исследование финансировалось Wellcome Trust и Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям (BBSRC). Оно помогает вывести изучение нейробиологии самки на первый план, демонстрируя сложность и изощрённость её поведенческих цепей.